西門(mén)子電源6ES7307-1EA01-0AA0

TI認(rèn)為在可穿戴設(shè)備中,，電池通常非常小(例如100 mAh)，設(shè)備又需要持續(xù)幾天甚至是幾個(gè)星期而又不用充電,，因此功耗是一個(gè)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)考慮因素,。因此，高功率轉(zhuǎn)換效率將是一個(gè)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)要素,。時(shí)尚的手腕式可穿戴設(shè)備要想保持其酷炫特點(diǎn),，電子電路需要保持在極小的尺寸以?xún)?nèi)。這推動(dòng)了高水平的包括電源管理IC在內(nèi)的全器件集成,。此外,，功率器件的占板面積和封裝應(yīng)做到盡可能小,。另外，可穿戴設(shè)備可能采用新型電源,，例如對(duì)太陽(yáng)能或熱能進(jìn)行能量采集,。同時(shí)，某些產(chǎn)品可能更傾向于非接觸式充電,。這些非接觸式充電當(dāng)中包括了無(wú)線(xiàn)充電,。

　　對(duì)于可穿戴電源目前存在的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，總結(jié)了以下五點(diǎn),。

　　1,、在鋰電池過(guò)充或溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致起火，鋰電池的安全性問(wèn)題仍讓人擔(dān)憂(yōu)的同時(shí),，充電器應(yīng)具有幾乎所有類(lèi)型的安全設(shè)計(jì),，包括過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù),、過(guò)溫保護(hù),、短路保護(hù)和低溫充電等，甚至是在充電器IC及解決方案尺寸必須保持非常小的情況下也是如此,。

　　2,、因?yàn)榭纱┐髟O(shè)備中的電池較小，充電精度的需求提高使為這些小電池充電并非易事,。充電器必須能夠提供更小的充電截止電流,。換言之，充電器的精度應(yīng)該更高,，達(dá)m*,。例如，在智能手機(jī)系統(tǒng)中,，2,000 mAh電池的正常充電電流為1.2 A(0.6 C),，充電截止電流應(yīng)為正常充電電流的1/10～1/20，即120 mA～60 mA,。然而在手環(huán)中,，由于電池容量可能為100 mAh，正常充電電流將為60 mA,，充電截止電流應(yīng)為6 mA～3 mA,。滿(mǎn)足這種要求的充電器器件很難找到。

　　3,、可穿戴設(shè)備應(yīng)具有較長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間,。通常，如果消費(fèi)者每天都要為設(shè)備充電，他們就會(huì)不高興,。在現(xiàn)在許多的智能手機(jī)都必須一兩天充電一次的情況下,，終端用戶(hù)顯然期待能夠有所改善。整個(gè)電源管理應(yīng)能夠提供高效率的電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng),，這包括：穩(wěn)壓器效率,，以及穩(wěn)壓器和電池充電器應(yīng)提供低靜態(tài)電流、低待機(jī)電流和低漏電流,。具有極低漏電流和待機(jī)電流以及低靜態(tài)電流的電源管理器件更加難于設(shè)計(jì),。

　　4、甚至是現(xiàn)今的電池技術(shù)也不能完*電池運(yùn)行時(shí)間的訴求,。我們需要在使用可穿戴設(shè)備的同時(shí),，開(kāi)發(fā)新的電源。新型電源的瓶頸在于其轉(zhuǎn)換為可用功率時(shí),，功率密度和轉(zhuǎn)換效率極低,。

　　5、在可穿戴設(shè)備中,，因?yàn)闈穸?、腐蝕等關(guān)系，許多產(chǎn)品的失效點(diǎn)為充電/信號(hào)連接器,。

　　針對(duì)這些設(shè)計(jì)挑戰(zhàn),，TI 的應(yīng)對(duì)措施如下。

　　1,、TI的充電器IC和電量計(jì)IC為工作中的電池提供了廣泛的保護(hù)和監(jiān)控,。TI在保持相同水平保護(hù)功能的同時(shí)縮小半導(dǎo)體尺寸的過(guò)程中取得了成功。例如,，bq24040和bq25100都與JEITA標(biāo)準(zhǔn)兼容,。兩者都具有Ts輸入用于監(jiān)控電池?zé)崦綦娮瑁员ＷC充電溫度在合適范圍內(nèi),。bq24040尺寸為2mm×2mm,，并且在2014 年中期推出bq25100之前是小的充電器。bq25100尺寸為1.6 mm×0.9 mm,，與0603尺寸的電容相當(dāng)(圖1),。

　　2、主流可穿戴設(shè)備品牌采用TIbq24040/45或bq24232(帶電源通路)充電器IC,，是因?yàn)樗鼈兊某叽巛^小(分別為2mm×2mm和3mm×3mm),、精度較高,。并且在適配器連接時(shí),，甚至是電池電量耗盡時(shí)，bq24232允許系統(tǒng)立即上電。在*的可穿戴設(shè)計(jì)中,，精度和電源通路特性青睞,。另外，bq25100允許正常充電電流小為10 mA,，并且能夠?qū)⒊潆娊刂闺娏骰蝾A(yù)充電電流設(shè)置為1mA,，這是針對(duì)可穿戴設(shè)備的業(yè)界精度。

　　3,、為了在電源管理系統(tǒng)中降低功耗,，TI針對(duì)可穿戴設(shè)備在極低的流耗下工作改造了這些器件。例如,，bq25100在工作模式下的靜態(tài)電流小于1μA,，并且在bq25100處于關(guān)閉模式時(shí)，電池漏電流低至75 nA,。同時(shí),，“Nano -Buck”TPS62736降壓轉(zhuǎn)換器的靜態(tài)電流極低，僅為380nA,，在15nA低負(fù)載的情況下,，能夠幫助實(shí)現(xiàn)超過(guò)90%的效率。與在低負(fù)載條件下的傳統(tǒng)DC/DC轉(zhuǎn)換相比,，這能夠延長(zhǎng)30%～50%的電池運(yùn)行時(shí)間,。

　　4、能量采集技術(shù)刺激了可穿戴設(shè)備的新應(yīng)用,。TPS25504能夠從單個(gè)太陽(yáng)能電池(約0.3～0.6V)或TEG(熱電發(fā)生器,，0.3V)等低能量源中獲取能量。它對(duì)啟動(dòng)電壓的要求較低,，僅為0.33V,，并且能夠在低至80 mV的電壓下工作。其靜態(tài)電流也很低,，僅為330nA,。

　　5、隨著Moto360等應(yīng)用取得極大成功,，無(wú)線(xiàn)充電變成了可穿戴設(shè)備,，尤其是智能手表的取代性選擇方案。使用無(wú)線(xiàn)充電可使可穿戴設(shè)備無(wú)需使用連接器,，做到更好地密封;無(wú)線(xiàn)充電有利于推廣帶有定制底座的易于充電的使用案例;無(wú)線(xiàn)充電Rx推薦是Qi兼容的,，這樣可穿戴設(shè)備能夠在任何標(biāo)準(zhǔn)的Qi充電器上進(jìn)行充電. Tx可以是Qi兼容的,但有些設(shè)計(jì)限于尺寸或特殊形狀要求，TX線(xiàn)圈需要定制(非Qi規(guī)范),。 ST：小體積,、單芯片電源管理方案是發(fā)展趨勢(shì)

　　意法半導(dǎo)體(ST)認(rèn)為可穿戴設(shè)備有以下三點(diǎn)趨勢(shì)。，超低靜態(tài)電流和小封裝電源管理單芯片是個(gè)趨勢(shì),。該電源管理芯片需集成線(xiàn)性充電,、LDO和DC/DC等功能。LDO和DC/DC給其他模塊供電,，比如藍(lán)牙,、傳感器、MCU,、GPS等,。比如，STNS01是一個(gè)集成路徑管理,、3 .1V/ 100mA超低靜態(tài)電流LDO,、線(xiàn)性充電和過(guò)放保護(hù)的電源管理芯片。整個(gè)芯片尺寸只有3mm×3mm ,同時(shí)待機(jī)功耗只有100 nA,。路徑管理可以保證即插即用,，和減少電池充放電次數(shù)以延長(zhǎng)電池壽命。3.1V/100mA超低靜態(tài)電流LDO在沒(méi)有負(fù)載時(shí)可以實(shí)現(xiàn)1nA的靜態(tài)電流,。線(xiàn)性充電的充電電流可以通過(guò)外圍電阻設(shè)置充電電流從15mA～200mA,，可以滿(mǎn)足所有各種可穿戴設(shè)備對(duì)充電電流的要求。

　　第二,，太陽(yáng)能充電及無(wú)線(xiàn)充電將廣泛用于智能手表,。隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能要求和可穿戴設(shè)備用戶(hù)戶(hù)外運(yùn)動(dòng)比較多的特點(diǎn),，太陽(yáng)能充電就是一個(gè)很好的解決方案,。無(wú)線(xiàn)充電本身帶有封閉性好的特點(diǎn)，尤其對(duì)一些戶(hù)外運(yùn)動(dòng)或水下運(yùn)動(dòng)的可穿戴設(shè)備將是一個(gè)很好的充電解決方案,。第三,，AMOLED屏驅(qū)動(dòng)芯片,。AMOLED屏將廣泛應(yīng)用于智能手表。跟傳統(tǒng)LCD屏比較,，AMOLED屏具有更高的亮度,、更薄、更好的分辨率和更省電等特點(diǎn),。STOD32W是一個(gè)能滿(mǎn)足不同尺寸要求的驅(qū)動(dòng)芯片,。

　　在可穿戴設(shè)備電源方面，ST有很多解決方案,，包括：PMIC(電源管理IC),、線(xiàn)性充電器、超低靜態(tài)電流的LDO,、太陽(yáng)能和無(wú)線(xiàn)充電方案,、顯示屏驅(qū)動(dòng)芯片,。比如，STNS01是一款帶有路徑管理,、3.1V/100mA LDO、線(xiàn)性充電和過(guò)放保護(hù)功能的電源管理芯片,。STLQ015具有超低靜態(tài)電流的LDO,。在沒(méi)有負(fù)載的狀態(tài)下，其靜態(tài)電流只有1uA,，不工作狀態(tài)下只有1nA,。同時(shí)，ST還提供太陽(yáng)能和無(wú)線(xiàn)充電方案,。STOD32W是一款100mA電流和三路輸出的AMOLED屏驅(qū)動(dòng)芯片,，可以給3”的AMOLED屏供電。SPV1050是一款集成兩路LDO的太陽(yáng)能充電芯片,。

　　在可穿戴設(shè)備電源設(shè)計(jì)方面,，不同芯片平臺(tái)廠家將會(huì)推出自己不同功能的可穿戴設(shè)備解決方案，設(shè)計(jì)適合不同廠家平臺(tái)的電源管理芯片將是一個(gè)挑戰(zhàn);還有就是超低功耗和小尺寸,。另外,，目前還沒(méi)有適合不同尺寸要求的無(wú)線(xiàn)充電。現(xiàn)有的無(wú)線(xiàn)充電三大標(biāo)準(zhǔn)下,，對(duì)于用于無(wú)線(xiàn)充電線(xiàn)圈大小定義都不適合現(xiàn)有可穿戴設(shè)備尺寸,。我們將會(huì)推出更小尺寸(比如CSP封裝)的電源管理芯片。同時(shí)對(duì)于現(xiàn)有的無(wú)線(xiàn)充電三大標(biāo)準(zhǔn)下,，用于無(wú)線(xiàn)充電的線(xiàn)圈大小定義都不適合現(xiàn)有可穿戴設(shè)備尺寸的情況,，ST將推出具有自定義無(wú)線(xiàn)充電線(xiàn)圈大小的解決方案。比如針對(duì)智能手表,，我們將會(huì)推出基于Qi標(biāo)準(zhǔn)的2.5W無(wú)線(xiàn)充電方案,。另外，ST計(jì)劃推出的產(chǎn)品還有：更高效率的AMOLED驅(qū)動(dòng)器芯片,，CSP封裝的集成線(xiàn)性充電器,、LDO或DC/DC等功能的電源管理芯片等。”

　　ADI：迎合電源管理低功耗,、小體積及低成本要求

　　可穿戴設(shè)備本身是很寬泛的概念覆蓋各類(lèi)產(chǎn)品形態(tài),，包括傳統(tǒng)便攜設(shè)備(如手表)，也包括在非設(shè)備類(lèi)的穿戴產(chǎn)品中附件上各類(lèi)傳感器進(jìn)而成為可穿戴設(shè)備的范疇,，例如衣服鞋帽等,。可穿戴設(shè)備所提供的功能目前多集中在在工具類(lèi)(如GPS,、環(huán)境等)和運(yùn)動(dòng)健康類(lèi)(如計(jì)步,、睡眠,、心率、體脂分析,，以及血氧等),。

　　可穿戴設(shè)備現(xiàn)狀有如下幾個(gè)特點(diǎn)：整個(gè)智能可穿戴設(shè)備市場(chǎng)還是在啟動(dòng)培養(yǎng)階段，例如功能的豐富性,，結(jié)果實(shí)用性及服務(wù)性特征等,，都需要進(jìn)一步的完善;很多功能及性能實(shí)現(xiàn)還需要進(jìn)一步的技術(shù)突破，例如功耗,、體積以及使用的方便性等;開(kāi)發(fā)可穿戴設(shè)備的公司越來(lái)越多,，幾乎所有的品牌手機(jī)廠商都在進(jìn)行著某種形式的投資及開(kāi)發(fā);越來(lái)越多的IDH(獨(dú)立設(shè)計(jì)公司)參與到相關(guān)技術(shù)的研發(fā)，尤其是在軟件數(shù)據(jù)處理方面,。

　　從可穿戴設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)角度來(lái)看,，以下幾點(diǎn)可能會(huì)被業(yè)內(nèi)關(guān)注：宏觀來(lái)看必將是電子設(shè)備市場(chǎng)的新的增長(zhǎng)點(diǎn);持續(xù)不斷的增加并完善健康保健類(lèi)功能，甚至某些性能到達(dá)或通過(guò)醫(yī)療級(jí)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn);高集成度,、小體積,、低功耗以及低成本的傳感器硬件在將來(lái)的可穿戴設(shè)備開(kāi)發(fā)中會(huì)成為越發(fā)關(guān)鍵的要素;后臺(tái)數(shù)據(jù)的分析處理及反饋到終端用戶(hù)將是維持用戶(hù)持續(xù)使用的必經(jīng)之路。

　　ADI作為在傳感器及模擬混合信號(hào)的供應(yīng)商,，在可穿戴設(shè)備領(lǐng)域也會(huì)緊跟客戶(hù)及市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì),，并用專(zhuān)門(mén)的醫(yī)療保健團(tuán)隊(duì)提供系統(tǒng)級(jí)包括軟件在內(nèi)的方案。除此以外,，在迎合可穿戴設(shè)備中電源管理特定的低功耗,、小體積及低成本的要求，例如ADP150,、ADP160等,，在可穿戴市場(chǎng)都有很好的表現(xiàn)。

　　關(guān)于ADP16x系列而言,，ADP160/ADP161/ADP162/ADP163均為超低靜態(tài)電流,、低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器，工作電壓為2.2V～5.5V,，輸出電流可達(dá)150mA,。在150mA負(fù)載下壓差僅為195mV，不僅可提高效率,，而且能使器件在很寬的輸入電壓范圍內(nèi)工作,。

　　ADP16x 經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，利用1μF±30%小陶瓷輸入和輸出電容便可穩(wěn)定工作,，適合高性能,、空間受限應(yīng)用的要求。ADP160可提供1.2V～4.2V范圍內(nèi)的15種固定輸出電壓選項(xiàng)ADP160/ADP161還包括一個(gè)開(kāi)關(guān)電阻,，當(dāng)LDO禁用時(shí),，該電阻自動(dòng)使輸出放電,。ADP162不包括輸出放電功能，其余與ADP160*相同,。ADP161和ADP163可用作可調(diào)輸出電壓穩(wěn)壓器,，僅提供5引腳TSOT封裝。ADP163不包括輸出放電功能,，其余與ADP161*相同,。短路和熱過(guò)載保護(hù)電路可以防止器件在不利條件下受損。 村田：手機(jī)用微型DC/DC轉(zhuǎn)換器沿用到可穿戴設(shè)備中

　　日前,，村田制作所(Murata)在展會(huì)推出了可穿戴設(shè)備的整體解決方案。展出的可穿戴設(shè)備集成了薄膜型溫度傳感器(用于檢測(cè)體表的溫度),、光傳感器(用于檢測(cè)心率)以及MEMS氣壓傳感器(檢測(cè)氣壓,，進(jìn)而檢測(cè)高度)三種傳感器。同時(shí),，它還集成了藍(lán)牙智能模塊,、微型DC-DC轉(zhuǎn)換器，以及片狀多層陶瓷電容,。對(duì)于該產(chǎn)品的續(xù)航能力,，村田工程師介紹說(shuō)：“產(chǎn)品的續(xù)航時(shí)間取決于具體應(yīng)用設(shè)計(jì)。這款展示方案采用CR2032鋰錳扣式電池,，若所有功能全開(kāi),，可以工作3～4天時(shí)間。

　　其中,，該設(shè)備采用的微型DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊系列集成了功率IC,、功率電感，以及輸入和輸出電容(圖4),。該系列模塊尺寸為2.5mm×2.0mm×1.1/1.2mm,，其特點(diǎn)是體積非常小，抗EMI干擾能力強(qiáng),。該系列輸出電壓為1.0V～3.3V,，輸入電壓為2.3V～5.5V，負(fù)載電流為600mA,。它總共有3大類(lèi)：降壓,、升降壓和升壓。

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屬性

PS 307; 2 A 電源模塊的屬性：

• 輸出電流為 2 A
• 輸出電壓為 24 V DC,；防短路和防開(kāi)路
• 與單相交流電源連接

  （額定輸入電壓為 120/230 V AC,，50/60 Hz）

• 安全電氣隔離，符合 EN 60 950 (SELV)
• 可用作負(fù)載電源

PS 307; 2 A接線(xiàn)圖

PS 307; 2 A 的電路示意圖

 
圖片: 電源模塊 PS 307; 2 A 的電路示意圖

線(xiàn)路保護(hù)

PS 307電源模塊(2 A)的主電源應(yīng)使用具有下列額定值的微型斷路器(例如Siemens 5SN1系列)進(jìn)行保護(hù)：

• 230 V AC 時(shí)的額定電流：3 A
• 跳閘特性（類(lèi)型）：C,。

對(duì)非典型工作條件的響應(yīng)

列表: PS 307; 2A電源模塊對(duì)非典型工作條件的響應(yīng)

PS 307；2 A (6ES7307-1BA01-0AA0) 的技術(shù)規(guī)格

 西門(mén)子電源6ES7307-1EA01-0AA0

就像其他很多應(yīng)用一樣,，低功率,、高精度組件已經(jīng)使移動(dòng)設(shè)備出現(xiàn)了迅速增長(zhǎng)。然而,，與其他很多應(yīng)用不同的是,，面向工業(yè)、醫(yī)療及軍事應(yīng)用的便攜式產(chǎn)品一般對(duì)可靠性,、運(yùn)行時(shí)間和堅(jiān)固性的要求高得多,。這類(lèi)高要求產(chǎn)生的負(fù)擔(dān)大部分落在了電源系統(tǒng)及其組件上。這類(lèi)產(chǎn)品的一個(gè)共同特點(diǎn)是,，必須在使用各種電源時(shí)正確工作且在各種電源之間無(wú)縫切換,。因此，必須竭盡全力提供保護(hù)以及承受故障,，在電池供電時(shí)限度延長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間,，并確保只要存在有效電源，就能夠可靠運(yùn)行,。

　　顯然,，滿(mǎn)足這些需求所需電源管理集成電路 (PMIC) 必須允許應(yīng)用由多種電源供電，其中可能包括交流適配器,、USB 端口,、汽車(chē)點(diǎn)煙器適配器或甚至鋰離子電池。如果 PMIC 集成了電源通路 (PowerPathTM) 控制功能,，那么這一要求可能很容易滿(mǎn)足,。這種方法確保系統(tǒng)電源保持不間斷，并容許外部電源和電池電源之間以熱插拔方式轉(zhuǎn)換,。在有些情況下,，PMIC 中可能還包括電池充電器。如果這樣,，那么這種電池充電電路需要確保利用應(yīng)用不需要的多余電量給電池充電,。此外,，內(nèi)置保護(hù)電路有時(shí)是必要的，以抵御超過(guò) 30V 的外部過(guò)壓故障,。后,，無(wú)負(fù)載靜態(tài)電流必須很低，以在很寬的負(fù)載及工作條件范圍內(nèi)提供電源效率,。這類(lèi)功能對(duì)于任何產(chǎn)品的成功和實(shí)用性都是至關(guān)重要的,。

　　行業(yè)趨勢(shì)

　　盡管產(chǎn)品尺寸越來(lái)越小，但是對(duì)功能的需求卻不斷增加,。此外,，現(xiàn)在的業(yè)界趨勢(shì)是，為移動(dòng)產(chǎn)品供電的微處理器 (μP),、微控制器 (μC) 或現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列 (FPGA) 等數(shù)字 IC 不斷降低其工作電壓,，但與此同時(shí)卻不斷提高其安培數(shù)。在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí),，微處理器是流行的器件,，飛思卡爾,、英特爾,、NVIDIA、三星以及其他供應(yīng)商所提供采用各種節(jié)電方式的產(chǎn)品也越來(lái)越多,。這些產(chǎn)品用來(lái)跨多個(gè)細(xì)分市場(chǎng),，使多種便攜式、無(wú)線(xiàn)及移動(dòng)設(shè)備應(yīng)用實(shí)現(xiàn)低功耗和很高的處理性能,。

　　使用這些處理器初的目的是,，幫助 OEM 開(kāi)發(fā)更小、更具成本效益,、電池壽命更長(zhǎng)的便攜式手持設(shè)備,，同時(shí)提供增強(qiáng)的計(jì)算性能，以運(yùn)行功能豐富的多媒體應(yīng)用,。然而,，非便攜式應(yīng)用現(xiàn)在也開(kāi)始需要同樣高的電源效率和處理性能了。例如,，汽車(chē)信息娛樂(lè)系統(tǒng)和其他嵌入式應(yīng)用都需要類(lèi)似水平的電源效率和處理能力,。在所有情況下，要正確控制和監(jiān)視微處理器電源,，以使這些處理器的性能優(yōu)勢(shì)全部發(fā)揮出來(lái),，就必須使用高度化、高性能的電源管理 IC,。

　　如今的工業(yè)和醫(yī)療移動(dòng)設(shè)備很多在電源加電以及給各種不同的電路加電時(shí),，都需要受控和經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)的排序功能,。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)靈活性及簡(jiǎn)單的排序方法不僅使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更容易，也提高了系統(tǒng)可靠性,，并使單個(gè) PMIC 在系統(tǒng)中能夠應(yīng)對(duì)更廣泛的組件,，而不是僅滿(mǎn)足一個(gè)具體的處理器的需求。

　　許多 PMIC 尚未擁有處理這些新式系統(tǒng)和微處理器所需的功率,。任何旨在滿(mǎn)足已簡(jiǎn)述之工業(yè)或醫(yī)療電源管理 IC 設(shè)計(jì)限制條件的解決方案都必須實(shí)現(xiàn)高集成度的整合,，包括大電流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器和 LDO、寬工作溫度范圍,、電源排序和重要參數(shù)的動(dòng)態(tài) I2C 控制以及難以制作的功能部件,。此外，具高開(kāi)關(guān)頻率的器件允許使用更小的外部組件,，同時(shí)陶瓷電容器可降低輸出紋波,。這種低紋波與準(zhǔn)確、響應(yīng)速度很快的穩(wěn)壓器相結(jié)合,，可滿(mǎn)足 45nm 型處理器苛刻的電壓容限要求,。這樣的電源 IC 還必須能夠滿(mǎn)足嚴(yán)格的環(huán)境限制，諸如提供輻射抑制,，即使輸入電壓直接由電池本身提供,。

　　設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)

　　當(dāng)今的智能手機(jī)和平板電腦設(shè)計(jì)師面臨著的挑戰(zhàn)。其中包括需要高性能電源管理系統(tǒng),，以顧及日益提高的系統(tǒng)復(fù)雜性和更高的功率預(yù)算,。這些系統(tǒng)努力在較長(zhǎng)電池運(yùn)行時(shí)間、與多種電源的兼容性,、高功率密度,、小尺寸、有效的熱量管理等相互排斥的目標(biāo)之間實(shí)現(xiàn)平衡,。

　　所有智能手機(jī)和平板電腦的一個(gè)共同目標(biāo)是,，在目前的水平上，進(jìn)一步降低它們所消耗的功率,。任何系統(tǒng)的功耗都能夠以?xún)煞N方式應(yīng)對(duì)：首先,，跨整個(gè)負(fù)載電流范圍

　　限度提高轉(zhuǎn)換效率;其次，降低 DC/DC 轉(zhuǎn)換器在所有工作模式時(shí)的靜態(tài)電流,。因此,，為了在降低系統(tǒng)功耗過(guò)程中發(fā)揮積極作用，電源轉(zhuǎn)換和管理 IC 必須更高效,，且在所有工作條件下,，具備更低的功耗水平。

　　為了滿(mǎn)足這些特定要求，凌力爾特在很多電源管理及轉(zhuǎn)換 IC 中納入了突發(fā)模式 (Burst Mode®) 技術(shù),。這種技術(shù)限度降低了 IC 本身在備用模式時(shí)所需的電流,。在很多情況下，這種備用靜態(tài)電流低于 20mA,。

　　直到不久前,，鋰離子電池供電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)師一直用兩種基本方法應(yīng)對(duì)由于電池尺寸小因而容量有限的挑戰(zhàn)。一種方法是設(shè)計(jì)使用單獨(dú)組件的系統(tǒng),，每個(gè)組件為單一功能而優(yōu)化,。這種方法提供的設(shè)計(jì)、布局和熱量管理靈活性,，同時(shí)使每種功能實(shí)現(xiàn)了恰當(dāng)?shù)男阅芩?。但是這種方法有一個(gè)主要缺點(diǎn)，即成本相對(duì)較高,，需要占用大量電路板空間,，以滿(mǎn)足日益增加的功能需求。

　　另一種替代方案是設(shè)計(jì)師可以從多種高集成度 PMIC 中進(jìn)行選擇,。這些器件所支持的功能通常超出大多數(shù)應(yīng)用的實(shí)際需要,，包括開(kāi)關(guān) DC/DC 控制器、單片式開(kāi)關(guān)電源和眾多集成型 LDO 與無(wú)關(guān)的混合信號(hào)功能部件 (例如：觸屏控制器,、音頻編等等) 的笨拙組合,。結(jié)果，這些 PMIC 可能十分笨拙,，難以使用,，而且大多數(shù)需要僅為器件接通而大量投資開(kāi)發(fā)固件,。這類(lèi)產(chǎn)品往往更重視集成而不是性能,，常常由于將熱量集中到產(chǎn)品內(nèi)的單個(gè)“熱點(diǎn)” 上而使熱量管理更加復(fù)雜。諷刺的是這類(lèi)高集成度解決方案也需要占用相對(duì)較多的電路板空間,，因?yàn)樗鼈兊姆庋b較大,、引腳數(shù)較多。后,，這類(lèi)解決方案迫使設(shè)計(jì)師大膽安排電路板布局,，以顧及所有有關(guān)外部組件 (MOSFET、電感器,、二極管和各種無(wú)源組件),，以及顧及從 PMIC 跨整個(gè)系統(tǒng)到各種負(fù)載所需的有關(guān)布線(xiàn)。

　　不過(guò),，現(xiàn)在有一種新的方法可用,，這種方法介于使用多個(gè)電源 IC 或使用高度復(fù)雜的 PMIC 這兩種方法之間，是一種適度集成但功能強(qiáng)大的 PMIC。這個(gè) IC 就是凌力爾特不久前推出的 LTC3676 / LTC3676-1,。

　　LTC3676 / LTC3676-1 是完整的電源管理解決方案,，適用于飛思卡爾 i.MX6 處理器、基于 ARM 的處理器以及其他*的便攜式微處理器系統(tǒng),。LTC3676 / LTC3676-1 含有 4 個(gè)同步降壓型 DC/DC 轉(zhuǎn)換器,，每個(gè)都可為內(nèi)核、存儲(chǔ)器,、I/O 和系統(tǒng)級(jí)芯片 (SoC) 軌提供高達(dá) 2.5A 的電流,，該器件還含有 3 個(gè)面向低噪聲模擬電源的 300mA 線(xiàn)性穩(wěn)壓器。為提供 / 吸收電流和跟蹤運(yùn)行情況,，LTC3676-1 配置一個(gè) 1.5A 降壓型穩(wěn)壓器,，以支持 DDR 存儲(chǔ)器終止，該器件還為 DDR 增加了一個(gè) VTTR 基準(zhǔn)輸出,。這兩個(gè)引腳從功能上取代了 LTC3676 LDO4 的使能引腳和反饋引腳,。LDO 4 仍然可通過(guò) I2C 編程。高度可配置的電源排序功能,、動(dòng)態(tài)輸出電壓調(diào)節(jié),、按鈕接口控制器以及通過(guò) I2C 接口實(shí)現(xiàn)的穩(wěn)壓器控制功能支持多個(gè)穩(wěn)壓器，另外通過(guò)中斷信號(hào)輸出,，還提供廣泛的狀態(tài)和故障報(bào)告,。LTC3676 支持 i.MX6、PXA 和 OMAP 處理器,，具有 8 個(gè)處于合適功率級(jí)的獨(dú)立電源軌以及動(dòng)態(tài)控制和排序功能,。其他特點(diǎn)包括接口信號(hào)，例如：待機(jī)電壓 (VSTB) 引腳,，其同時(shí)在多達(dá) 4 個(gè)電源軌上切換編程運(yùn)行與待機(jī)輸出電壓,。該器件采用扁平 40 引腳 6mm x 6mm x 0.75mm 裸露焊盤(pán) QFN 封裝。